题目

进程 P 通过执行系统调用从键盘接收一个字符的输入，已知此过程中与进程 P 相关的操作包括：

• ① 将进程 P 插入就绪队列
• ② 将进程 P 插入阻塞队列
• ③ 将字符从键盘控制器读入系统缓冲区
• ④ 启动键盘中断处理程序
• ⑤ 进程 P 从系统调用返回
• ⑥ 用户在键盘上输入字符

编号 ①~⑥ 仅用于标记操作，与操作的先后顺序无关。

请回答下列问题：

(1) 按照正确的操作顺序，操作 ① 的前一个和后一个操作分别是上述操作中的哪一个？操作 ⑥ 的后一个操作是上述操作中的哪一个？

(2) 在上述哪个操作之后 CPU 一定从进程 P 切换到其他进程？在上述哪个操作之后 CPU 调度程序才能选择进程 P 执行？

(3) 完成上述哪个操作的代码属于键盘驱动程序？

(4) 键盘中断处理程序执行时，进程 P 处于什么状态？CPU 处于内核态还是用户态？

解析

先把整条时间线理出来

读一个键盘字符的完整流程：

P 调用 read() (系统调用 → 进入内核)
        ↓
    [发现键盘缓冲区无字符]
        ↓
② 把 P 插入阻塞队列     ← P 阻塞在等待 I/O 上
        ↓
    [调度其他进程运行]
        ↓
   ⋯⋯ 时间流逝 ⋯⋯
        ↓
⑥ 用户按下键盘
        ↓
    键盘控制器收到字符 → 发出键盘中断
        ↓
④ 启动键盘中断处理程序  ← 当前 CPU 上的进程被打断进内核
        ↓
③ 字符从键盘控制器读入系统缓冲区
        ↓
① 把 P 从阻塞队列移到就绪队列
        ↓
    [中断处理结束，返回原被打断进程或调度新进程]
        ↓
   ⋯⋯ 等到 P 被调度选中 ⋯⋯
        ↓
⑤ P 从系统调用返回（拿到字符，回到用户态）

所以正确顺序：② → ⑥ → ④ → ③ → ① → ⑤

时序	②	⑥	④	③	①	⑤

（1）顺序问题

问	答
操作 ① 的前一个操作	③（先把字符存进缓冲区，才能把 P 唤醒到就绪队列）
操作 ① 的后一个操作	⑤（P 被唤醒、调度选中后才能从系统调用返回）
操作 ⑥ 的后一个操作	④（用户输入触发键盘中断 → 启动中断处理程序）

编者注（易错点）：

• ⑥ 的下一个不是 ③——③ 是中断处理程序里的一步，必须先 ④ 启动中断处理才能轮到 ③。中间不能跳过 ④。
• ① 的下一个不是 ⑥——⑥ 早就发生过了。① 之后 P 在就绪队列等，还要等到 CPU 调度选中它才执行 ⑤。

（2）调度切换问题

问 1：哪个操作之后 CPU 一定从 P 切换到其他进程？

答：② 之后。

P 调用 read() 时键盘缓冲区还是空的（因为 ⑥ 还没发生）→ P 主动把自己挂到阻塞队列上（操作 ②）。P 一旦阻塞，CPU 必然要选别的进程跑——不可能让 CPU 空转等几秒钟、几分钟、甚至几天等用户按键。

问 2：哪个操作之后 CPU 调度程序才能选择 P 执行？

答：① 之后。

调度程序只从就绪队列挑进程。P 被插入就绪队列（操作 ①）之前是在阻塞队列里——调度程序不会看阻塞队列。① 完成后 P 才"对调度可见"。

编者注（核心概念）：进程的"就绪 / 阻塞"二态性是这道题的灵魂。

队列	进入	离开	调度可见？
就绪队列	创建 / 阻塞被唤醒 / 时间片用完	调度选中 → 运行	✅
阻塞队列	等 I/O / wait() / 信号量 P() 失败	I/O 完成 / signal() 唤醒	❌

题目里 ② 把 P 推下舞台、① 把 P 重新拉回观众席（候选名单）、⑤ 才是 P 真正再上台演出。

（3）哪个操作属于键盘驱动程序？

答：③（把字符从键盘控制器读入系统缓冲区）

设备驱动程序的职责：屏蔽设备硬件细节、向上提供统一的读写接口。具体到键盘驱动 = "和键盘控制器打交道、读出寄存器里的字符、放到系统缓冲区"——正是 ③ 干的事。

其它操作的归属：

操作	归属
① 插就绪队列	内核进程管理 / 调度子系统
② 插阻塞队列	内核进程管理（系统调用处理）
④ 启动键盘中断处理程序	中断管理子系统（不是驱动本身，而是驱动的"入口"）
⑤ 系统调用返回	系统调用陷入 / 返回机制

编者注（易错点）：很多同学会把 ④ 也算成驱动——其实 ④ 是中断框架启动驱动，相当于"敲门"，门后才是驱动。中断处理程序里的"读寄存器"那一段才是驱动代码。408 题这种细微区分要分清楚。

（4）中断处理时 P 的状态 + CPU 模式

P 的状态：阻塞

中断发生在 ⑥ 之后、① 之前——这段时间 P 还在阻塞队列里。直到 ① 把 P 转到就绪队列，P 才变成 ready；再到调度选中、⑤ 返回时才回到 running。

CPU 模式：内核态

中断处理是内核代码（保护现场、执行中断服务、调度判断、恢复现场），全程在内核态运行。即使被中断的进程之前是用户态，一旦进入中断处理程序，CPU 立刻切到内核态。

编者注（一句话总结）：中断处理 = 内核态干活；进程状态独立于 CPU 模式。

P 是阻塞状态，和 CPU 当前是内核态还是用户态没关系——P 此刻没在 CPU 上跑，CPU 正在跑别人或在跑中断处理代码。

这两个概念混淆是 OS 章节的"高频丢分点"：进程状态描述"进程自己在不在跑"；CPU 模式描述"当前 CPU 上的代码权限多高"。